Cara Kerja Mesin Jet
Mesin jet adalah alat yang sangat penting bagi sebuah pesawat jet. bagian ini sudah seperti jantung yang ada pada manusia yang menopang kelangsungan hidup pesawat jet tersebut. apabila mesin jet tersebut mengalami kerusakan maka pesawat jet dapat dipastikan akan terancam kelangsungan hidupnya. hal ini disebabkan pada mesin jet menyediakan fungsi sistem internal yang ada pada pesawat terbang tersebut.
Mesin jet pesawat bergerak maju dengan kekuatan besar yang dihasilkan oleh dorongan yang luar biasa dan menyebabkan pesawat untuk terbang sangat cepat.
Semua mesin jet, yang juga disebut turbin gas , bekerja pada prinsip yang sama. Mesin mengisap udara di di depan dengan kipas angin. Sebuah kompresor menaikkan tekanan udara. Kompresor terdiri dari kipas dengan pisau banyak dan melekat pada poros. Pisau memampatkan udara. Udara dikompresi kemudian disemprot dengan bahan bakar dan lampu percikan listrik campuran. Gas-gas pembakaran memperluas dan ledakan keluar melalui bagian belakang mesin. ketika gas pada mesin menembak mundur, mesin dan pesawat akan melaju kedepan ke depan.
Gambaran udara yang mengalir pada mesin jet
Gambar di samping menunjukkan bagaimana udara mengalir melalui mesin. Udara berjalan melalui inti mesin serta sekitar inti. Hal ini menyebabkan beberapa udara menjadi sangat panas dan yang lainnya menjadi dingin. Udara dingin kemudian bercampur dengan udara panas di daerah keluar mesin.
Sebuah mesin jet beroperasi pada penerapan Sir Isaac Newton hukum ketiga fisika: untuk setiap tindakan ada reaksi yang sama dan berlawanan. Ini disebut gaya dorong. Hukum ini ditunjukkan secara sederhana dengan melepaskan balon, dan udara keluar mendorong balon ke arah yang berlawanan. Dalam mesin turbojet dasar, udara masuk dari kipas bagiane depan dan mampatkan, kemudian dipaksa masuk ke ruang pembakaran dimana bahan bakar disemprotkan ke dalamnya dan kemudian dinyalakan. Gas terbakar dengan cepat dan keluar melalui belakang ruang pembakaran. Gas-gas ini mengerahkan kekuatan yang sama ke segala arah, memberikan dorongan ke depan saat udara bergerak ke belakang. Ketika gas meninggalkan mesin, udara melewati serangkaian kipas seperti pisau (turbin) yang memutar pada poros turbin. Daya dorong mesin dapat ditingkatkan dengan penambahan bagian afterburner di mana bahan bakar ekstra disemprotkan ke gas yang membakar untuk memberikan dorongan tambahan. Pada sekitar 400 mph, satu pon dorong sama dengan satu tenaga kuda, tetapi pada kecepatan yang lebih tinggi meningkatkan rasio ini dan satu pon dorong lebih besar dari satu tenaga kuda. Pada kecepatan kurang dari 400 mph, rasio ini menurun.
Proses dapat digambarkan oleh diagram berikut yang diadopsi dari situs web Rolls Royce, produsen mesin jet yang populer.
Proses ini adalah inti dari bagaimana mesin jet bekerja, tapi bagaimana tepatnya melakukan sesuatu seperti kompresi (memeras) terjadi? Untuk mengetahui lebih lanjut tentang masing-masing empat langkah dalam penciptaan dorong oleh mesin jet, lihat di bawah.
SUCK
Mesin menyebalkan di volume besar udara melalui tahap kipas dan kompresor. Mesin jet komersial khas yang diperlukan dalam 1.2 ton udara per detik selama lepas landas-dengan kata lain, itu bisa kosong udara dalam labu pengadilan dalam waktu kurang dari satu detik. Mekanisme yang mesin jet menyebalkan di udara adalah sebagian besar bagian dari tahap kompresi. Dalam banyak mesin kompresor bertanggung jawab untuk kedua mengisap di udara dan mengompresi itu. Beberapa mesin memiliki kipas tambahan yang bukan merupakan bagian dari kompresor untuk menarik udara tambahan ke dalam sistem. Kipas adalah komponen paling kiri dari mesin yang digambarkan di atas.
MENEKAN
Selain menarik udara ke dalam mesin, kompresor juga pressurizes udara dan memberikan ke ruang pembakaran. Kompresor ditunjukkan pada gambar di atas hanya di sebelah kiri api di ruang pembakaran dan di sebelah kanan dari kipas angin. Kipas kompresi yang didorong dari turbin oleh poros (turbin pada gilirannya didorong oleh udara yang meninggalkan mesin). Kompresor dapat mencapai rasio kompresi lebih dari 40: 1, yang berarti bahwa tekanan udara di ujung kompresor lebih dari 40 kali dari udara yang masuk kompresor. Pada kekuatan penuh memutar baling-baling kompresor khas jet komersial di 1000mph (1600kph) dan mengambil dalam 2600lb (1200kg) dari udara per detik.
Sekarang kita akan membahas bagaimana kompresor sebenarnya memampatkan udara.
Sebagai dapat dilihat dalam gambar di atas, kipas-kipas hijau yang menyusun kompresor berangsur-angsur mendapatkan lebih kecil dan lebih kecil, sebagai tidak rongga yang melaluinya udara harus perjalanan. Udara harus terus bergerak ke kanan, menuju ruang pembakaran mesin, karena kipas berputar dan mendorong udara arah itu. Hasilnya adalah suatu jumlah udara yang bergerak dari ruang yang lebih besar ke yang lebih kecil, dan dengan demikian meningkatkan tekanan.
BANG
Di ruang pembakaran, bahan bakar dicampur dengan udara menghasilkan bang, yang bertanggung jawab untuk ekspansi yang memaksa udara ke dalam turbin. Di dalam mesin jet komersial khas, bahan bakar luka bakar di ruang pembakaran pada sampai 2000 derajat Celcius. Suhu di mana logam dalam bagian ini mesin mulai mencair adalah 1300 derajat Celsius, sehingga teknik-teknik canggih pendingin harus digunakan.
Prinsip Kerja ROKET
Prinsip kerja roket mirip dengan prinsip terdorongnya balon mainan. Sebuah roket mengandung tangki yang berisi bahan hidrogen cair dan oksigen cair. Kedua bahan bakar ini dicampur dalam ruang pembakaran sehinga terjadi pembakaran yang menghasilkan gas panas yang akan menyembur keluar melalui mulut pipa yang terletak pada ekor roket. Terjadi perubahan momentum gas dari nol (0) menjadi mv selama selang waktu tertentu (∆t). Ini menghasilkan gaya yang dikerjakan roket pada gas (sesuai dengan persamaan F=∆p/∆t,gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan momentum benda per satuan waktu ) dengan arah kebawah. sesuai hukum III Newton, timbul reaksi gaya yang dikerjakan gas pada roket, yang besarnya sama tetapi arahnya berlawanan yaitu ke atas. Jadi, gas akan mengerjakan gaya ke atas pada roket sehingga roket akan terdorong ke atas.
Asumsikan ketika t=0, roket diam sehingga massa roket ditambah massa bahan bakar adalah m, setelah ∆t, roket telah membakar sebesar ∆m bahan bakar sehingga kecepatan roket bertambah sebesar ∆v dan ∆v akan terus bertambah besar terhadap t dan gas hasil pembakaran memiliki kecepatan keluar sebesar -u konstan.
sehingga untuk roket (momentum roket)
P1=0
P2= (m-∆m)∆v
maka
F-(m-∆m)g=(m-∆m)∆v/∆t........(1)
untuk gas yang keluar dari roket dengan massa ∆m (momentum gas)
P1=0
P2=-(∆m)u
maka
-(F+(∆m)g)=-(∆m)u/∆t
F=((∆m)u/∆t)-((∆m)g)
untuk lim ∆t →0, maka ∆m→0 juga, maka suku (∆m)g bisa kita abaikan terhadap suku lainnya, sehingga persamaan diatas menjadi
F=(u)(dm/dt)........(2)
dengan dm/dt adalah laju pembakaran bahan bakar dan persamaan diatas merupakan persamaan gaya dorong roket
sekarang lihat persamaan 1
F-(m-∆m)g=(m-∆m)∆v/∆t
F-(m-∆m)g=(m∆v/∆t)-(∆m∆v/∆t)
untuk lim ∆t →0, maka ∆m→0 juga dan ∆v→0 juga, maka suku (∆m∆v/∆t) dan (∆m)g bisa kita abaikan terhadap suku lainnya, sehingga persamaan diatas menjadi
F-mg=(m.dv/dt)
(u)(dm/dt)-mg=(m.dv/dt)
(u)(dm/dt(m))-g=(dv/dt)
sehingga untuk mendapatkan kecepatan roket ketika t maka kita integralkan persamaan diatas dari t=o sampai t dan dari m sampai m saat t
∫(u)(dm/(m))-∫g.dt= ∫ (dv)
(u)ln(mawal/makhir)-gt=vt.....(3)
Persamaan 3 merupakan persamaan untuk kecepatan roket ketika waktu t dengan syarat V0=0 dan tawal=0
Jika kita mengasumsikan V0≠0 dan tawal≠0, maka persamaan 3 akan menjadi
(u)ln(mawal/makhir)-(gt2-gt1)=vt-v0.....(4)
Inilah persamaan umum untuk kecepatan roket dengan syarat u haruslah harga mutlak, karena saat awal kita sudah memasukkan u negatif, maka pada rumus umum, u harus harga mutlak.
